구글 “양자우위 달성은 라이트형제 비행기 발명 필적“

AI퀀텀팀 케빈 세징거 연구원 “양자컴퓨팅의 실현 가능성 입증”

“양자우위 도달은 라이트 형제의 동력기 성공처럼 하나의 새로운 기술이 새로운 산업을 시작할 가능성을 비치는 역사적 의미를 가진다고 생각한다.”

제이미 야오 구글 AI퀀텀팀 하드웨어 부문 엔지니어와 케빈 새칭거 연구원은 31일 서울 강남구 역삼동 구글 코리아 본사에서 화상통화로 진행된 간담회에서 퀀텀 컴퓨터 기술을 소개하며 이번 성과에 대해 비행기 발명에 버금가는 사건이라고 의미 부여했다. 기존과 다른 완전히 새로운 기술의 성공 가능성을 입증했다는 것이다.

구글은 지난 23일 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터의 연산 능력을 넘어서는 양자우위(Quantum Supremacy)를 달성했다고 밝혔다.

구글 AI퀀텀팀 케빈 새칭거 연구원과 제이미 야오 하드웨어 부문 엔지니어.

공개한 내용에 따르면 구글은 자체 개발한 54 큐비츠 시카모어 프로세서가 기존 슈퍼컴퓨터에서 1만년 걸리는 연산을 200초만에 해결할 수 있다고 밝혔다.

구글은 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터보다 얼마나 높은 성능을 발휘하는지 테스트하기 위해 초기에는 두 컴퓨터에서 모두 처리할 수 있는 알고리즘으로 시작해 점차 복잡성을 추가하며 결과값을 확인했다.

퀀텀 컴퓨터는 스위치처럼 0과 1로 나눠 데이터를 처리하는 비트 기반의 기존 컴퓨터와 달리 0과 1의 상태를 구현할 수 있는 양자(Quantum)를 활용하는 ‘큐비트’ 방식이다.

비트는 0과 1 중 하나의 값만 가질 수 있지만 큐비트는 두 상태를 동시에 처리할 수 있다는 점이 차이점이다.

예를 들어 2개의 비트가 있다면 이를 통해 조합된 00, 01, 10, 11이라는 4개의 값 중 하나씩 순차적으로 처리해야 하지만 큐비트는 4개의 값을 동시에 처리할 수 있다. 즉, 양자가 늘어날수록 처리속도가 기하급수로 늘어나는 것이다.

케빈 새칭거 연구원은 “큐비트를 안정적으로 구현하기 위해 15밀리켈빈(mK)의 극저온 환경에서 초전도체를 이용해 구현했다”며 “빛이나 원자 등의 외부 요인의 방해를 최소화하기 위해 칩을 봉인했다”고 설명했다.

15mK은 절대 0도보다 0.015도 높은 온도로 우주 환경보다 100배 더 추운 극저온 상태다.

제이미 야오 엔지니어는 이번 양자우위 구현으로 컴퓨팅 기술이 '니스크(NISQ)' 시대를 열었다고 평가하면서 아직 실제 업무에 적용하기 위해선 10년 이상의 연구가 필요할 것이라고 밝혔다.

니스크는 ‘잡음이 있는 중간형태 양자컴퓨터(Noisy Intermediate-Scale Quantum Computer)’의 약어다. 구동은 가능하지만 아직 오류가 있는 중간 규모 양자 기술을 의미한다.

아직 완전하지 않지만 양자컴퓨터가 현행 컴퓨팅 성능을 능가할 수 있을 가능성을 제시한 만큼 선두 IT 기업이 과감히 양자컴퓨터에 대한 선행투자를 시작할 단계에 도달했다는 점이다.

새칭거 연구원은 “양자우위 도달은 라이트 형제의 동력기 성공처럼 하나의 새로운 기술이 새로운 산업을 시작할 가능성을 비치는 역사적 의미를 가진다고 생각한다”고 설명했다.

그는 양자컴퓨팅이 주로 활용되는 분야로 방대한 데이터를 처리해야하는 제약, 에너지, 인공지능(AI) 분야 등을 꼽았다.

더불어 구글은 양장컴퓨팅 산업이 본격화될 것으로 기대하는 만큼 글로벌 인재들과 다양한 협력도 계획 중이다.

세징거 연구원은 “양자컴퓨팅이 실제로 구현되기 위해선 수많은 작업이 필요하며 이를 구글 혼자서 할 수 없다는 것을 잘 알고 있고 정부기관, 파트너 등과 함께 하는 방안을 고려 중”이라며 “이미 전 세계 수 많은 연구원이 양자역학 기술을 활용할 수있는 최적의 분야를 찾고 있으며, 방법을 제시하고 있다”고 설명했다.